【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。單元、施耐德ATV31系列主軸變頻器、GK6系列交流永磁同步伺服電機等。與系統(tǒng)使用的穩(wěn)定性，減少產(chǎn)品故障率。參考，獨立完成了數(shù)控銑床的電氣控制部分設(shè)計。際，缺少動手實踐的弊端。不但參與了機床電氣柜底板的制作和電氣元件的布局。與接線，而且進行了機床的通電調(diào)試。氣原理圖設(shè)計的正確性和可行性。

　　

【正文】 連接 到變頻器動力輸入端子 R/L S/L T/L3 為變頻器和電機提供電源， U/T V/T W/T3 輸出到三相異步電機，為電機提供動力。 主軸的啟停控制由 PLC 承擔(dān)，利用 和 控制中間繼電器線圈的通斷，從而實現(xiàn)控制觸點的閉合與斷開。變頻器端子 LI1 和 LI2 接收電壓信號，控制主軸電機的正反轉(zhuǎn)及其停止，一般定義接通有效，當(dāng) 接通時可控制主軸裝置正傳， 接通時，主軸裝置反轉(zhuǎn)，二者都不接通時，主軸裝置停止旋轉(zhuǎn)。 變頻器 R1C 和 R1A 是故障繼電器觸點，用于遠程指示變頻器狀態(tài)。當(dāng)變頻器處于欠 壓、過流，過載等異常狀態(tài)時，內(nèi)部觸點閉合，數(shù)控裝置檢測到之后發(fā)出主軸報警信號，用于保護變頻器和主軸裝置。 數(shù)控裝置與進給驅(qū)動裝置的連接 HNC18i數(shù)控裝置脈沖式軸控制接口提供脈沖 +方向、雙向脈沖、正交脈沖三種指令類型，具備反饋接口，可以控制脈沖指令式的伺服驅(qū)動和步進驅(qū)動裝置。 數(shù)控裝置軸控制接口 XS1XS3接口定義 脈沖式接口使用脈沖信號，傳遞位置指令，可控制各種步進電機驅(qū)動裝置、脈沖接口伺服驅(qū)動 裝置。其特點是通用性強，信號傳遞抗干擾能力強，不會發(fā)生漂移，但構(gòu)成全閉環(huán)需在驅(qū)動裝置中完成。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 HNC18i/19i 最多可提供 XS1 、 XS XS3 共 3個脈沖式軸接口 。 XS1— XS3接口布局如圖 ： 圖 軸控制接口 XS1XS3 布局圖 軸控制接口各引腳定義如表 所示： 表 XS1XS3 接口引腳定義 1）技術(shù)規(guī)格 ? 高脈沖頻率： 800KHZ ? 24V 電源： 200ma ? 編碼器信號： RS422 電平 2)等效電路脈沖指令輸 出等效電路如圖 所示： 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 圖 脈沖指令輸出等效電路 碼盤輸入等效電路如圖 所示： 圖 碼盤信號輸入接口等效電路 3）脈沖形式 在數(shù)控裝置內(nèi)部，通過修改參數(shù)，可以將脈沖輸出形式設(shè)定為脈沖 +方向，雙向脈沖，兩相正交三種模式。而本次設(shè)計使用第一種模式，即脈沖 +方向模式。 脈沖指令的三種類型如表 所示： 表 脈沖指令的三種類型 采用脈沖指令接口時，伺服驅(qū)動裝置一 般工作在位置半閉環(huán)控制模式下，速度環(huán)和位置環(huán)的控制都是由伺服驅(qū)動裝置完成。位置信息由伺服驅(qū)動裝置反饋給 CNC 做監(jiān)控用， CNC 也可以不讀取位置反饋信息，此時與控制步進電動機進給驅(qū)動裝置相同。 脈沖指令接口有如上表所示三種類型。步進電動機驅(qū)動裝置一般只提供單脈沖方式，伺服驅(qū)動裝置則三種方式都提供。假設(shè) CP、 DIR 為驅(qū)動裝置的脈沖指令接口，則不同的工作模式 CP、 DIR 的含義如表 所示： 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 表 三種脈沖指令類型波形圖 注： 1）脈沖加方向： CP 為脈沖信號， DIR 為方 向信號。 2) 雙向脈沖： CP 為正轉(zhuǎn)脈沖信號， DIR 為反轉(zhuǎn)脈沖信號。 3）正交脈沖： CP 與 DIR 的相位差為脈沖信號， CP 與 DIR 的相位超前與落后關(guān)系決定電動機的旋轉(zhuǎn)方向。 HVS16系列全數(shù)字交流伺服驅(qū)動單元產(chǎn)品簡介 HSV16 是武漢華中數(shù)控股份有限公司繼 HSV9型、 HSV11型之后，推出的一款全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器。該驅(qū)動器具有結(jié)構(gòu)小巧、使用方便、可靠性高等特點。 HSV16 采用最新專用運動控制數(shù)字信號處理器（ DSP）、 大規(guī)?，F(xiàn)場可編程邏輯陣列（ FPGA） 和智能化功率模塊（ IPM） 等當(dāng)今最新技術(shù)設(shè)計，操作簡單、可靠性高、體積小巧、易于安裝。 HSV16 交流伺服驅(qū)動器具有以下特點： 1 控制簡單靈活 通過修改伺服驅(qū)動器參數(shù)，可對伺服驅(qū)動器系統(tǒng)的工作方式、內(nèi)部參數(shù)進行修改以適應(yīng)不同應(yīng)用環(huán)境和要求。 2 狀態(tài)顯示齊全 HSV16 設(shè)置了一系列狀態(tài)顯示信息，方便用戶在調(diào)試、運用過程中瀏覽伺服驅(qū)動南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 器的相關(guān)狀態(tài)參數(shù)，同時也提供了一系列的故障診斷信息。 3 寬調(diào)速比（與電機及反饋元件有關(guān)） HSV16 伺服驅(qū)動器的最高轉(zhuǎn)速可設(shè)置為 3000 轉(zhuǎn) /分，最低轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn) /分，調(diào)速比為 1 ： 6000。 4 體積小巧易于安裝 HSV16 伺服驅(qū)動器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、非常易于安裝、拆卸。 （ 1）伺服驅(qū)動器 運行模式簡介 HSV16 系列伺服驅(qū)動器有五種控制方式 : ? 位置控制方式（脈沖量接口） :HSV16 系列伺服驅(qū)動器可以通過內(nèi)部參數(shù)設(shè)置接收三種形式的脈沖指令 (正交脈沖；脈沖 +方向；正、負脈沖 )。 ? 速度控制方式（模擬量接口） :HSV16 系列伺服驅(qū)動器可以通過內(nèi)部參數(shù)設(shè)置為速度控制方式 ,可接收幅值不超過 10V 的 (如 10V~+10V) 模擬量。 ? 轉(zhuǎn)矩控制方式（模擬量接口） :HSV16 系列 伺服驅(qū)動器可以通過內(nèi)部參數(shù)設(shè)置為轉(zhuǎn)矩控制方式 ,可接收幅值不超過 10V 的 (如 10V~+10V) 模擬量。 ? JOG 控制方式 :此種方式是 HSV16 系列伺服驅(qū)動器通過按鍵 (而無須外部指令 )設(shè)置使驅(qū)動器運動，給用戶提供的一種測試伺服驅(qū)動系統(tǒng)安裝、連接是否正確的運行方式。 ? 內(nèi)部速度控制方式： HSV16 系列伺服驅(qū)動器在內(nèi)部速度控制方式下可根據(jù)伺服驅(qū)動器內(nèi)部設(shè)定的速度運行。 （ 2）伺服驅(qū)動器信號與功能 1）端子配置 圖 。其中 TB1為端子排， XS XS XS3為插 件，XS4為端子排。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 圖 伺服驅(qū)動器接口端子配置圖 各端子引腳定義如下： 1) 電源端子 TB1如表 ： 表 . 電源端子 TB1 端子號 端子記號 信號名稱 功能 1 AC220V 控制電源 控制回路電源輸入端子 AC220V/50HZ 2 AC220V 3 R 主回路電源 三相 主回路電源輸入端子 AC220V/50HZ 注意：不要同電機輸出端子 U、 V、 W連接 4 S 5 T 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 6 PE 系統(tǒng)接地 接地端子 伺服電機輸出和電源輸入共地連接 7 P 外接制動點 如在應(yīng)用時需要加外部制動電阻，可由此兩點接入，若僅用內(nèi)部制動電阻，將此兩點斷開。本次設(shè)計不加外接電阻。注意：不能將此兩點短接。 8 BK 9 U 伺服電機輸出 伺服電機輸出端子，必須和電機 U、 V、 W端子對應(yīng)連接 10 V 11 W 12 PE 系統(tǒng)接地 接地端子，伺服電機輸出和電源輸入公共一點接地 2）串 口端子 XS1如表 ： 表 串口端子 XS1 注：本次設(shè)計中不使用串口端子。 3）編碼器信號端子 XS2如表 ： 表 編碼器信號端子 XS2 端子號 端子記號 信號名稱 功能 1， 2 5V2 編碼器電源反饋 伺服可根據(jù)編碼器電源反饋自動進行電壓補償 21,22 23,24 +5V 電源輸出 + 伺服電機光電編碼器用 +5V電源：電纜長度較長時，應(yīng)使用多根芯線并聯(lián) 3， 4 5， 6 0V 電源輸出 17，35 A 編碼器 A輸入 與伺服電機 光電編碼器 A相連接 18，36 +A 編碼器 +A輸入 與伺服電機光電編碼器 +A相連接 15，33 B 編碼器 B輸入 與伺服電機光電編碼器 B相連接 16，34 +B 編碼器 +B輸入 與伺服電機光電編碼器 +B相連接 13，31 Z 編碼器 Z輸入 與伺服電機光電編碼器 Z相連接 14， +Z 編碼器 +Z輸入 與伺服電機光電編碼器 +Z相連接 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 32 11，29 U 編碼器 U輸入 與伺服電機光電編碼器 U相連接 12，30 +U 編碼器 +U輸入 與伺服電機光電編碼器 +U相連接 9， 27 V 編碼器 V輸入 與伺服電機光電編碼器 V相連接 10，28 +V 編碼器 +V輸入 與伺服電機光電編碼器 +V相連接 7， 25 W 編碼器 W輸入 與伺服電機光電編碼器 W相連接 8， 26 +W 編碼器 +W輸入 與伺服電機光電編碼器 +W相連接 19，20 PE 屏蔽層 外電機外殼相接 4）指令端子 XS3如表 ： 表 指令信號端子 XS3 端子號 端子記號 信號名稱 功能 1 CB 編碼器 B相輸出 編碼器 B相輸出端子 2 +CB 編碼器 +B相輸出 編碼器 B相輸出端子 伺服 電機的光電編碼器 B相脈沖輸出 3 CA 編碼器 A相輸出 編碼器 A相輸出端子 4 +CA 編碼器 +A相輸出 編碼器 A相輸出端子 伺服電機的光電編碼器 A相脈沖輸出 14 CZ 編碼器 Z相輸出 編碼器 Z相輸出端子 15 +Z 編碼器 +Z相輸出 編碼器 Z相輸出端子 伺服電機的光電編碼器 Z相脈沖輸出 5， 18 CP 指令脈沖 PLUS輸入 外部指令脈沖輸入端子 注：有參數(shù) 22設(shè)定脈沖輸入方式 +符號方式 3. 2相指令脈沖方式 6, 19 +CP 7, 20 DIR 指令脈沖 SIGN輸入 8, 21 +DIR 22, 23 5V 電源輸出 + 控制電路 5V電源和參考地 16，17 GD 電源輸出 5） I/O控制端子 XS4 I/O 如表 ： 表 XS4 I/O端子 端子號 端子記號 信號名稱 功能 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 1 EN 伺服使能 伺服使能輸入端子 EN ON:允許驅(qū)動器工作 EN OFF：驅(qū)動器關(guān)閉，停止工作，電機處于自由狀態(tài) 2 ACL 報警消除 報警清除輸入端子 ACL ON:清除系統(tǒng)報警 ACL OFF:保持系統(tǒng)報警 7 COM 電源輸入 輸入端子電源 用來驅(qū)動輸入端子的光電耦合器 DC24V, 電流 100Ma 8 24V 電源輸入 + 9 MC1 故障連鎖 故障連鎖輸出端子 繼電器輸出，伺服故障時繼電器斷開 10 MC2 13 READY 伺服準(zhǔn)備好輸出 伺服準(zhǔn)備好輸出端子 READY ON:控制電源和主電源正常，驅(qū)動器沒有報警，伺服準(zhǔn)備好輸出 ON READY OFF:主電源未合或驅(qū)動器有報警，伺服準(zhǔn)備好輸出 OFF GK6交流永磁同步伺服電機簡介 GK6 系列交流伺服電動機與伺服驅(qū)動裝置配套后構(gòu)成的相互協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于機床、紡織、印刷、建材、雷達、火炮等領(lǐng)域。 該電機采用自冷式，防護等級為 IP64IP67 。 GK6 電機是永磁三相交流同步電動機，采用高性能稀土永磁材料形成氣隙磁場。由脈寬調(diào)制變頻器控制運行，具有良好的力矩性能和寬廣的調(diào)速范圍。電機帶有裝于定子繞組內(nèi)的 溫度傳感器，具有電機過熱保護輸出。 GK6 系列交流伺服電動由定子、轉(zhuǎn)子、高精度反饋元件（如光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器）等組成 GK6系列交流永磁同步伺服電機特點： ? 力矩 70Nm ? 額定轉(zhuǎn)速 1200、 1500、 20xx、 3000rpm ? 光電編碼器： 2500線 ? 失電制動器電源： DC24V ? 過熱保護：熱敏電阻輸出 ? 多種機座安裝尺寸 ? 正弦波交流伺服電機 ? 結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度高 ? 轉(zhuǎn)子慣量小、響應(yīng)速度快 ? 超強矯頑力稀土永磁 ? 抗去磁能力強 ? 全密封設(shè)計 1） GK6交流永磁同步伺服電機技術(shù)參數(shù)如表 ： 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 表 GK6交流永磁同步電